Zamenjava svinčevih akumulatorjev v telekomunikacijski industriji z natrijevo-ionske baterije To ni zgolj zamenjava 48-voltne baterije. Gre za vprašanje združljivosti enosmernega napajalnega sistema.
Natrij-ionski akumulator se morda prilega v omarico, vendar vaš obstoječi usmernik morda še vedno deluje po logiki polnjenja svinčevih akumulatorjev. Vaša naprava bo morda uspešno opravila preskus ob vklopu, nato pa ne bo delovala med dejanskim izpadom napajanja, ponovnim polnjenjem, obravnavanjem alarmov ali daljinskim ponovnim zagonom.
Ključno vprašanje je: Ali lahko vaš usmernik napolni, zaščiti, nadzira in obnovi akumulatorski sklop v okviru potrjenih omejitev sklopu in sistema BMS? Vse nastavitve je treba preveriti glede na tehnični list akumulatorja, navodila za uporabo sistema BMS, garancijske pogoje in omejitve krmilnika.
Kamada Power 12v 100Ah natrijev ionski akumulator
Združljivost usmernikov ni isto kot usklajevanje s 48 V
Večina rezervnih sistemov v telekomunikacijah uporablja usmernike za napajanje enosmernih porabnikov, hkrati pa vzdržuje baterijski sklop. A natrijevo-ionska baterija Paket lahko ustreza isti platformi nazivne napetosti, vendar sama nazivna napetost še ne dokazuje združljivosti usmernika.
Če se sprašujete: »Ali lahko vaša 48-voltna natrij-ionska baterija nadomesti moj sklop 48-voltnih svinčevih baterij?«, je to le izhodišče. Boljše vprašanje je: »Ali lahko moj trenutni usmernik in krmilnik to baterijo pravilno upravljata?«
Vaš usmernik spremlja stanje akumulatorja prek napetosti, toka, alarmov, temperaturnih vhodov, suhih stikov ter včasih tudi podatkov prek vmesnikov CAN ali RS485. Če so ti signali še vedno nastavljeni za delovanje akumulatorjev VRLA ali akumulatorjev s tekočim elektrolitom, se sistem med zagonom morda zdi normalen, vendar lahko pride do napak med ponovnim polnjenjem, obravnavanjem alarmov ali daljinskim obnovitvenim postopkom.
Z nalepko »48 V« se akumulator vgradi v omaro. Nastavitve usmernika določajo, ali bo tam deloval brez lažnih alarmov, premalo napolnjenih akumulatorjev, sprožitve zaščitnih mehanizmov ali servisnih posegov.
Logike za vzdrževanje napetosti in povečanje napetosti pri svinčevih akumulatorjih ni mogoče slepo kopirati
Sistemi za rezervno napajanje s svinčevimi akumulatorji pogosto temeljijo na načinih vzdrževalnega polnjenja, pospešenega polnjenja, izenačevanja napetosti, temperaturne kompenzacije ter nastavitvah LVD, izbranih za delovanje akumulatorjev VRLA ali akumulatorjev s tekočim elektrolitom. Te nastavitve se ne smejo brez pregleda prenesti v projekt zamenjave z natrij-ionskimi akumulatorji.
Natrij-ionski akumulator ima svoje razpon napetosti polnjenja, omejitev toka, meje zaščite, pravilo polnjenja pri nizkih temperaturah, logiko uravnavanja ter način obnove sistema BMS. Če je napetost vzdrževanja previsoka, lahko sistem BMS blokira polnjenje ali sproži alarme. Če je prenizka, baterijski sklop morda nikoli ne bo dosegel predvidenega stanja napolnjenosti (SOC) v stanju pripravljenosti. Če ostanejo funkcije povečanja napetosti ali izenačevanja aktivne brez odobritve, lahko sistem baterijo potisne v stanje zaščite.
Mnogi projekti lahko še vedno uporabljajo obstoječi sistem enosmernega napajanja, če je krmilnik nastavljiv in je mogoče spremeniti nastavitve na kraju samem. Pred pripravo ponudbe nam posredujte podatke, potrebne za oceno združljivosti:
| Potrebne informacije | Zakaj je to pomembno |
|---|
| Model usmernika/krmilnika | Preveri napetostno območje, omejitev toka, LVD, alarme in komunikacijo |
| Trenutne nastavitve plavajočega načina, ojačitve in izenačevanja | Kaže, ali je treba spremeniti logiko polnjenja svinčevih akumulatorjev |
| Pragi LVD | Preprečuje predčasno prekinitev delovanja ali zasilno izklopljenje sistema BMS |
| Obremenitev spletnega mesta in ciljno število ur za varnostno kopiranje | Potrdi zmogljivost, izhodni tok in potrebe po ponovnem polnjenju |
| Temperaturno območje in količina v paketu | Preverja omejitve zaračunavanja, skladnost s SOC in trenutno delitev |
| Protokol za spremljanje ali vmesnik za alarme | Preverja stanje SOC, SOH in vidnost alarmov |
Brez teh podatkov je najvarnejši odgovor le predhodna, ne pa končna odobritev.
Uravnalnik ne sme delovati v nasprotju s sistemom BMS
Sistem BMS ščiti natrij-ionski akumulator pred nevarnimi vrednostmi napetosti, toka, temperature, neravnovesja, kratkega stika in globokega praznjenja. Ne sme delovati kot običajni krmilnik polnjenja, saj je usmernik nepravilno nastavljen.
V ustrezno usklajenem sistemu se polnilnik polni znotraj dovoljenega območja napetosti in toka akumulatorskega sklopa, medtem ko sistem za upravljanje akumulatorjev (BMS) nadzoruje delovanje. Če vaš polnilnik redno povzroča prenapetost, blokiranje polnjenja, temperaturne alarme ali prisilne prekinitve, so celice sicer lahko varne, vendar telekomunikacijski rezervni sistem ni zanesljiv.
Pri oddaljeni lokaciji dejanski stroški ne zajemajo le poškodbe baterije. Zaščitni ukrep lahko povzroči neuspešno polnjenje, sprožitev alarma na lokaciji, izgubo nadzora, prekinitev storitve ali potrebo po intervenciji serviserja še pred naslednjim izpadom. Sistem za upravljanje baterij (BMS) mora biti zadnja zaščitna stopnja, ne pa rutinsko popravljanje napačnega profila polnjenja.
Polnilni tok vpliva na pripravljenost lokacije po izpadu napajanja
Rezervno napajanje telekomunikacijskega sistema ni zaključeno, če baterija preživi izpad omrežja. Vaša lokacija se mora pred naslednjim izpadom omrežja ponovno vrniti v stanje pripravljenosti za delovanje v stanju pripravljenosti.
Če je polnilni tok premajhen, se baterijski sklop po globoki izpraznitvi morda prepočasi obnovi. Če je polnilni tok prevelik, lahko sistem za upravljanje baterije (BMS) omeji polnjenje, sproži temperaturno zaščito ali blokira polnjenje, dokler se razmere ne izboljšajo.
To vpliva na dejansko delovanje. Vaša lokacija bo morda med prvim izpadom omrežja izpolnila zahtevano trajanje avtonomnega delovanja, vendar če je ponovno polnjenje prepočasno, lahko v drugi izpad vstopi z manjšo rezervo, kot je bilo načrtovano. To je še posebej pomembno za stolpe na podeželju, nestabilna omrežja, lokacije s podporo sončne energije in oddaljene omarice.
Tok polnjenja je odvisen od zasnove akumulatorskega sklopa, zmogljivosti sistema za upravljanje akumulatorjev (BMS) pri sprejemanju polnilnega toka, temperature omarice, stopnje izpraznjenosti, zmogljivosti usmernika, obremenitve lokacije in ciljne stopnje pripravljenosti. Pri nadomestnih natrij-ionskih akumulatorjih gre za parameter pripravljenosti lokacije, ne le za vrednost hitrosti polnjenja.
Nizkonapetostna odklopna naprava mora biti usklajena z oknom praznjenja natrij-ionske baterije
Pri projektih zamenjave svinčevih akumulatorjev se pogosto osredotočajo na napetost polnjenja, pri tem pa pozabljajo na stran praznjenja.
Telekomunikacijski sistemi lahko uporabljajo nastavitve za odklop ob preveliki obremenitvi in nizki napetosti akumulatorja. Če so bile te mejne vrednosti izbrane za delovanje svinčevih akumulatorjev, se morda ne ujemajo z napetostno krivuljo natrij-ionskega akumulatorja ali zaščito pred nizko napetostjo sistema za upravljanje akumulatorja (BMS).
Če je nastavitev za prekinitev povezave previsoka, vaša naprava morda ne bo izkoristila celotne uporabne kapacitete natrij-ionskih baterij. Če je nastavitev prenizka, se lahko sistem za upravljanje baterij (BMS) prekinja prehitro, kar sproži zasilno zaščito in oteži ponovno vzpostavitev delovanja. Želeno je nadzorovano upravljanje obremenitve, preden baterijski sklop doseže stanje zasilne zaščite.
Nepravilne nastavitve LVD se lahko kažejo kot težava z akumulatorjem: krajši čas delovanja, nenadno izklopljenje ali ponovni zagon, ki zahteva ročno posredovanje. V resnici pa je težava morda posledica starih nastavitev enosmernega napajalnega sistema, ki niso bile nikoli posodobljene za novo kemijsko sestavo akumulatorja.
Podjetje BMS Communication spreminja standard združljivosti
Preprosto svinčevo-kislinsko baterijsko polje se lahko upravlja predvsem na podlagi napetosti, toka in temperature. Telekomunikacijski natrij-ionski akumulator običajno vsebuje sistem za upravljanje baterije (BMS), ki lahko poroča o stanju napolnjenosti (SOC), stanju zdravja (SOH), alarmih, omejitvah toka, temperaturi modulov, dovoljenju za polnjenje, stanju praznjenja in zaščitnih dogodkih.
Ti podatki so dragoceni le, če jih lahko uporabi vaš krmilnik usmernika ali sistem za nadzor lokacije. Vmesnik CAN ali RS485 sam po sebi ni dovolj. Krmilnik mora razumeti protokol, shemo podatkov, pomen alarmov, omejitve toka, pooblastila za krmiljenje ter postopek v primeru izgube komunikacije.
Za vašo spletno stran bi moral izraz »združljiv« pomeniti več kot le fizično povezavo. Vedeti morate, ali se baterija polni, prazni, deluje z zmanjšano zmogljivostjo, sproža alarm ali čaka na ponovno vzpostavitev temperature.
Vsaj preverite, ali je mogoče prejemati ali prikazovati podatke o stanju SOC, zmogljivosti, dovoljenju za polnjenje/praznjenje, temperaturnih alarmih, zmanjšanju toka, zaščitnih kodah in alarmih s suhim stikom.
Temperaturno kompenzacijo je treba preveriti, ne pa jo zgolj predpostavljati
Sistemi za polnjenje svinčevih akumulatorjev pogosto uporabljajo temperaturno kompenzacijo. To delovanje morda ni združljivo z natrij-ionskim akumulatorjem.
V hladnih razmerah lahko usmernik, zasnovan za svinčene baterije, poveča napetost polnjenja. Pri natrijevih baterijah pa je morda potrebno zmanjšanje polnilnega toka, odloženo polnjenje ali blokiranje polnjenja, ki ga nadzira sistem za upravljanje baterije (BMS), če temperatura pade pod dovoljeno vrednost za polnjenje. V vročih omarah je morda potrebno zmanjšanje toka ali toplotna zaščita, namesto preprostega prilagajanja napetosti.
To je eno najpogostejših nesporazumov pri projektih zunanjih rezervnih napajalnih sistemov. Natrij-ionske baterije sicer zagotavljajo odlično zmogljivost pri praznjenju pri nizkih temperaturah, vendar zmogljivost praznjenja v mrazu še ne pomeni samodejno neomejenega polnjenja v mrazu. Baterijski sklop lahko sicer omogoča praznjenje pri nizkih temperaturah, vendar kljub temu omejuje ali preprečuje polnjenje pod odobrenim območjem polnjenja.
Pri telekomunikacijskih omaricah za zunanjo namestitev preverite dejanski temperaturni razpon na lokaciji, ne le v državi ali regiji. Temperatura v omarici se lahko spreminja glede na nadmorsko višino, zasnovo ohišja, prezračevanje, izpostavljenost soncu in časovni razpored zimskih izpadov električnega omrežja.
Vzporedni natrij-ionski sklopi povečajo kompleksnost delovanja usmernika
V telekomunikacijskih omaricah se pogosto uporablja več baterijskih sklopov, vezanih vzporedno, da se podaljša čas delovanja v rezervnem načinu ali poveča zmogljivost praznjenja. Zaradi tega je združljivost usmernikov bolj zapletena.
Uravnalnik lahko zazna eno baterijsko skupino, medtem ko ima vsak paket svoj sistem za upravljanje baterije (BMS), omejitve napetosti, stanje temperature, stanje napolnjenosti (SOC), omejitev toka in stanje zaščite. Če je en paket hladnejši, starejši, ima nižjo stopnjo napolnjenosti (SOC) ali je v stanju zaščite, lahko sprejme manjši polnilni tok. Če uravnalnik napaja celotno skupino brez usklajevanja na ravni posameznih paketov, lahko polnjenje postane neenakomerno.
Ko dodajate dodatne natrij-ionske baterijske sklope za podaljšanje časa delovanja v rezervnem načinu, to ni zgolj odločitev glede zmogljivosti. Vaš sistem morda potrebuje tudi usklajevanje stanja napolnjenosti (SOC) pred namestitvijo, komunikacijo na ravni baterijskih sklopov, pravila za porazdelitev toka, usklajevanje varovalk ali odklopnikov, združevanje alarmov ter opredeljen odziv v primeru odklopa enega od baterijskih sklopov.
Uravnavalnik, ki deluje z enim natrij-ionskim akumulatorjem, bo morda še vedno potreboval pregled, preden bo lahko podpiral več akumulatorjev, povezanih vzporedno.
Resnične meje združljivosti
Združljivost usmernikov postane jasnejša, če zamenjavo ocenjujemo na podlagi delovanja in ne na podlagi nazivne napetosti.
| Meja | Kaj mora biti usklajeno | Neuspeh, če ga ne upoštevamo |
|---|
| Polnilna napetost | Napetost usmernika mora ustrezati območju delovanja akumulatorskega sklopa | Premajhna napetost, zaščita, lažni alarmi |
| Polnilni tok | Omejitev toka mora ustrezati sprejemni zmogljivosti akumulatorja | Počasno obnavljanje ali zaščita pred prevelikim polnilnim tokom v sistemu BMS |
| LVD | Točke odklopa morajo sovpadati z razbremenilnim oknom | Neizkoriščena zmogljivost ali zasilna prekinitev delovanja sistema BMS |
| Temperaturna logika | Uravnavalnik mora upoštevati pravila za polnjenje pri visoki in nizki temperaturi | Blokiranje obremenitve pri nizki temperaturi ali toplotni alarmi |
| Komunikacija BMS | Krmilnik mora odčitati mejne vrednosti, alarme, stanje napolnjenosti baterije (SOC) in stanja zaščite | Baterija je priključena, vendar ni vidna |
| Prebujanje in okrevanje | Uravnalnik mora po sprožitvi zaščitnega mehanizma ali globokem praznjenju ponovno vzpostaviti delovanje akumulatorskega sklopa | Ročno posredovanje po izpadu |
| Vzporedno delovanje | Sistem mora upoštevati razlike na ravni paketa | Neenakomerno polnjenje, izleti z nahrbtnikom, izguba zmogljivosti |
Natrij-ionske baterije ne predstavljajo ene same fiksne kategorije izdelkov. Kemijska sestava celic, število serij v baterijskem paketu, napetostno območje, logika sistema za upravljanje baterije (BMS), možnost polnjenja pri nizkih temperaturah in komunikacijski protokol se lahko razlikujejo glede na proizvajalca. Zato je treba zamenjavo odobriti za vsak baterijski paket posebej, ne pa za posamezno kemijsko sestavo.
Standardne nastavitve usmernika delujejo le v preprostih primerih
Obstoječi telekomunikacijski usmernik je morda primeren za uporabo, če ga je mogoče nastaviti v skladu z zahtevami natrij-ionskega akumulatorja glede napetosti, toka, temperature, odklopa, alarmov, komunikacije in obnovitve.
Tveganje se poveča, če ima usmernik fiksne nastavitve za svinčene akumulatorje, omejeno nastavljanje napetosti, aktivno izenačevanje ali povečanje napetosti, neustrezno temperaturno kompenzacijo, odsotnost komunikacijske poti z BMS, šibko mapiranje alarmov ali slabo delovanje pri ponovnem zagonu po sprožitvi zaščite akumulatorja.
V pogledu odločitev o projektu je zamenjava običajno mogoča, če so nastavitve usmernika nastavljive, so pragovi LVD jasno določeni, je mogoče omejiti tok polnjenja in je mogoče odčitati alarme sistema BMS. Tveganje je visoko, če usmernik podpira le fiksni profil svinčevih akumulatorjev, podatki krmilnika niso znani ali če je več akumulatorskih sklopov vezanih vzporedno brez stanja napolnjenosti (SOC) in strategije alarmiranja.
Zamenjava z natrijevimi ioni še ne sme biti odobrena, če napetosti usmernika ni mogoče nastaviti, funkcije povečanja/izenačevanja ni mogoče onemogočiti, pragov LVD ni mogoče spremeniti, alarmov BMS ni mogoče prebrati, prebujanje po sprožitvi zaščite ni potrjeno, je več baterijskih sklopov vzporedno povezanih brez usklajevanja stanja napolnjenosti (SOC) ali če ni mogoče zagotoviti podatkov o usmerniku in obremenitvi lokacije.
Preverite cikel izpada in ponovnega polnjenja
Nadomestitev telekomunikacijskega sistema z natrij-ionskim sistemom se ne sme odobriti zgolj zato, ker se usmernik vklopi in napetost akumulatorja naraste. Učinkovita validacija zajema dejanski potek rezervnega delovanja: stanje pripravljenosti, izpad omrežne napetosti, praznjenje do načrtovane globine, obnašanje ob nizki napetosti (LVD), ponovni zagon usmernika, nadzor toka polnjenja, poročanje o alarmih sistema za upravljanje akumulatorjev (BMS), obnašanje vzporednih sklopov akumulatorjev, če se uporabljajo, ter vrnitev v stanje pripravljenosti.
Praktični preskus na terenu naj bi vključeval:
| Testni korak | Kaj je treba preveriti |
|---|
| Čakalni način | Stabilna enosmerna napetost, brez lažnih alarmov glede akumulatorja |
| Okvara klimatske naprave | Podpira obremenitev, praznjenje prek sistema BMS je dovoljeno |
| Načrtovano odpustitev | Sistem LVD se sproži pred zasilnim izklopom sistema BMS |
| Pridobivanje hladilnega sredstva | Uravnavalnik se ponovno zažene in ponovno vzpostavi povezavo, kot običajno |
| Ponovno napolniti | Trenutne vrednosti ostajajo znotraj mejnih vrednosti sistema BMS in temperaturnih mej |
| Komunikacija | Prikaz stanja SOC, alarmov, mejnih vrednosti in zaščite |
| Dogodek »Parallel Pack« | Alarm na enem paketu ne povzroči izpada celotne banke |
| Vrnitev v stanje pripravljenosti | Objekt doseže rezervo še pred naslednjim izpadom |
Pri novem projektu se lahko ta preverjanje najprej opravi na eni lokaciji ali v eni omarici, preden se lotimo obsežnejše zamenjave. Pri obstoječem omrežju lahko isti kontrolni seznam pomaga ločiti lokacije, kjer je nadgradnja enostavna, od tistih, ki zahtevajo nadgradnjo krmilnikov ali temeljitejši tehnični pregled.
Zaključek
Zamenjava svinčevih akumulatorjev v telekomunikacijski industriji z natrijevo-ionska baterija Za baterijske sklope je potrebno usklajevanje z napetostjo nad 48 V. Usmernik, nastavitve LVD, komunikacija s sistemom BMS, temperaturna logika, način prebujanja, vzporedno delovanje in obnovitev po izpadu morajo ustrezati potrjenim mejnim vrednostim baterijskega sklopa.
Pred pripravo ponudbe nam sporočite model usmernika, model krmilnika, konfiguracijo akumulatorjev, nastavitve LVD, obremenitev na lokaciji, temperaturno območje, ciljno število ur delovanja v rezervnem načinu, število akumulatorskih sklopov ter vaše potrebe po nadzoru. Če niste prepričani glede teh nastavitev, nam pošljite fotografije tipskega listka usmernika, zaslona krmilnika, omare za akumulatorje in obstoječih nalepk na akumulatorjih. Pišite nam Na podlagi teh podatkov bo naša ekipa lahko preverila, ali je vaš obstoječi telekomunikacijski sistem enosmernega napajanja primeren za zamenjavo z natrij-ionskim sistemom.
POGOSTA VPRAŠANJA
Ali se za natrij-ionske baterije lahko uporablja isti telekomunikacijski usmernik kot za svinčene baterije?
Včasih, vendar le, če je mogoče usmernik in krmilnik prilagoditi zahtevam natrij-ionskega akumulatorja glede napetosti, toka, temperature, LVD, alarma in obnovitve. Nominalna napetost 48 V še ne pomeni združljivosti.
Katere nastavitve usmernika je treba preveriti pred zamenjavo VRLA-baterije z natrij-ionsko baterijo?
Preverite napetost v stanju plavanja, delovanje funkcije povečanja ali izenačevanja napetosti, omejitev toka polnjenja, pragove LVD, temperaturno kompenzacijo, nastavitev alarmov, komunikacijo sistema BMS ter način prebujanja po sprožitvi zaščitnega mehanizma ali globokem praznjenju.
Zakaj se lahko 48-voltni natrij-ionski akumulator v telekomunikacijski omarici še vedno pokvari?
Ker je okvara lahko posledica nezdružljivosti sistema, ne pa zaradi oznake na bateriji. Stare nastavitve za svinčene baterije lahko povzročijo premalo napolnjenost, sprožitev zaščite BMS, napačno časovno nastavitev LVD, izostale alarme, neenakomerno vzporedno polnjenje ali neuspešno obnovitev delovanja po izpadu napajanja.